Intelligente Beleuchtung

Das Projekt "Smartlighting 2.0" baut auf den Ergebnissen des von der FFG im Rahmen der Basisprogramme geförderten Smartlighting-Projektes auf. Die zentralen Forschungsschwerpunkte im Smartlighting2-Projekt werden neuartige Lichtquellen, Sensorik, Beleuchtung und Kommunikation, Mikro- und Nanostrukturen für die Lichtlenkung, Herstellungsverfahren und Materialuntersuchungen für neue Optiken, Materialien und Komponenten, Chip Scale Packaging (CSP) Forschung und Tunable White Forschung sein.

Bei den neuartigen Lichtquellen geht es nicht nur um Laserdioden und Quantumdots, sondern auch um exotischere Technologien wie zum Beispiel Feld-Effekt LEDs basierend auf Graphenoxid oder Nanowire LEDs. Bei den Sensoren wird einerseits die Forschung aus dem Smartlighting-Projekt fortgesetzt, aber andererseits soll es über die eigentlichen Sensoren hinaus gehen und neue Algorithmen für die Datenauswertung (z.B. Detektion von anwesenden Personen im Raum) entwickelt werden. Im Bereich der Beleuchtung und Kommunikation liegt der Schwerpunkt auf Visible Light Communication (VLC), wobei aber auch Bluetooth Low Energy (BLE) und Power over Ethernet (PoE) untersucht werden sollen. Bei den Mikro- und Nanostrukturen für die Lichtlenkung werden sowohl refraktive als auch diffraktive Elemente mit Größen bis hinunter in die Größenordnung der Lichtwellenlänge untersucht. Bei der Erzeugung variabler Lichtverteilungen geht der Fokus weg von den Laserbasierten Verfahren und hin zu den LED-basierten (LED-Matrix-Arrays, LEDs+MEMs,…).

Die Bereiche „Herstellungsverfahren und Materialuntersuchungen für Optiken“ und „Materialien und Komponenten“ führen die Forschung, welche im Smartlighting-Projekt begonnen wurde, weiter und haben neuartige Demonstratoroptiken als proof of principle zum Ziel. Bei der Chip Scale Packaging Forschung sollen die Zuverlässigkeit, Langzeitstabilität des Farbortes und die thermischen Eigenschaften untersucht werden. Bei der Tunable White Forschung sollen neue Konzepte entwickelt werden um unter anderem einen größeren Farbtemperaturbereich und Dimmwerte <1% zu realisieren.

Projekt "Entwicklung von Materialien, Techniken, Lichtlösungen und Services in der professionellen Beleuchtung": Der Einsatz lichttechnischer Simulationen und die Erarbeitung zugrunde liegender Modelle stellen in der Entwicklung von Optiken wichtige Werkzeuge dar. Eine stetige Weiterentwicklung der Modellierung von Oberflächen, Strukturen, Entblendungen, etc. soll die bereits erarbeiteten Erkenntnisse, beispielsweise bei der Auslegung von Freiformoptiken oder der Erzeugung von variablen Lichtverteilungen, vertiefen. Diese Erkenntnisse wiederum dienen in einigen Bereichen als Grundlage für die Entwicklung und Herstellung von Optiken bzw. optischen Konzepten. Weiters stehen Bearbeitungsmethoden für die Herstellung von optischen Elementen (z. B. strukturierte Folien oder Lichtleitern) und deren Weiterentwicklung im Fokus dieser Aktivitäten. Diese sind teilweise sehr „fertigungsnah“, weshalb auch die Möglichkeit einer mechanischen Umsetzung/Fertigung untersucht werden muss.

Die optimale Integration komplexer Komponenten, wie Betriebsgeräte (= LED Treiber), LED Module, Sensoren oder Funkmodule, in Leuchten stellt einen fundamentalen Wettbewerbsvorteil dar und ist die Grundvoraussetzung für zukünftige, erfolgreiche Produktentwicklungen. Deshalb wird der Komponenten-Integration nach wie vor ein R&D Schwerpunkt zugestanden.

Die zunehmende Vernetzung von Leuchten mittels Funktechnik und Sensorik ermöglicht die Implementierung neuer Funktionalitäten. So sollen sich Leuchten künftig dynamisch, intelligent und anhand der gegebenen Bedingungen eigenständig dimmen (Schwarmsteuerung). Auch der Einsatz von Augmented Reality, welche in anderen Branchen schon Verwendung findet, wird im Rahmen dieses Projekts untersucht. Weiters stellen CFD-basierende Simulationen ein wichtiges Instrument bei der Entwicklung und Optimierung von Leuchten dar. Verbesserte Modelle sollen Rückschlüsse auf das thermische, mechanische, elektromagnetische und thermooptische Verhalten einer Leuchte zulassen.

Zusätzlich investiert Zumtobel auch in betriebliche Energiesparmaßnahmen und hat mit EU-Unterstützung eine Heizungsoptimierung vorgenommen.